MEMS器件结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种MEMS器件结构及其制备方法，MEMS器件结构包括：基底，基底内形成有释放腔室；支撑结构，位于基底的上表面，且位于释放腔室外围；膜层结构，位于基底的上方，与基底的上表面具有间距；膜层结构横跨释放腔室，且固定于支撑结构上；背极板，位于膜层结构上，且背极板的下表面与膜层结构的上表面具有间距；背极板横跨释放腔室，且固定于支撑结构上；背极板与膜层结构上下错位排布；导气孔，位于背极板内，且沿背极板的厚度方向贯穿背极板；侧壁保护层，覆盖导气孔的侧壁；抗粘接凸块，位于背极板的下方。本发明专利技术的MEMS器件结构通过在背极板与膜层结构之间设置抗粘接凸块，可以避免膜层结构与背极板相粘贴，确保MEMS器件结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件结构及其制备方法
本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种MEMS器件结构及其制备方法。
技术介绍
现有的MEMS器件结构中膜层结构位于背极板的下方，膜层结构与背极板由空气间隙相隔离，由于所述膜层结构与所述背极板之间的间隙很小，且所述膜层结构在外力作用下会发生形变，在MEMS器件结构工作时，所述膜层结构发生形变时会与所述背极板粘贴在一起，使得所述膜层结构不能及时释放，从而影响MEMS器件结构的性能；同时，所述背极板中的导气孔的侧壁暴露出所述背极板中的导电层，由于所述导电层经由所述导气孔暴露出来，当所述膜层结构与所述背极板之间具有导电颗粒时，所述导电颗粒会将所述导电层于所述背极板电连接，使得所述导电层于所述膜层结构之间产生漏电，从而导致MEMS器件结构发生故障。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种MEMS器件结构及其制备方法，用于解决现有技术中的MEMS器件结构存在的膜层结构发生形变时会与背极板粘贴在一起，使得膜层结构不能及时释放，从而影响MEMS器件结构的性能的问题，以及导电层经由导气孔暴露出来，当膜层结构与背极板之间具有导电颗粒时，导电颗粒会将导电层于背极板电连接，使得导电层于膜层结构之间产生漏电，从而导致MEMS器件结构发生故障的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种MEMS器件结构，所述MEMS器件结构包括：基底，所述基底内形成有沿厚度方向贯穿所述基底的释放腔室；支撑结构，位于所述基底的上表面，且位于所述释放腔室外围；膜层结构，位于所述基底的上方，与所述基底的上表面具有间距；所述膜层结构横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；背极板，位于所述膜层结构上，且所述背极板的下表面与所述膜层结构的上表面具有间距；所述背极板横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；所述背极板与所述膜层结构上下错位排布；导气孔，位于所述背极板内，且沿所述背极板的厚度方向贯穿所述背极板；侧壁保护层，覆盖所述导气孔的侧壁；所述侧壁保护层的厚度小于所述导气孔沿所述侧壁保护层厚度方向尺寸的一半；抗粘接凸块，位于所述背极板的下方，所述抗粘接凸块的顶部与所述侧壁保护层的底部相连接，所述抗粘接凸块的底部与所述膜层结构的上表面具有间距。可选地，所述背极板包括结构层、导电层及顶层支撑层，所述导电层位于所述结构层的上表面，所述顶层支撑层位于所述导电层的上表面。可选地，所述结构层、所述顶层支撑层、所述侧壁保护层及所述抗粘接凸块的材料均相同。可选地，所述背极板覆盖部分所述支撑结构的上表面，所述顶层支撑层还覆盖裸露的所述支撑结构的上表面。可选地，所述MEMS器件结构还包括钝化层，所述钝化层位于所述背极板位于所述支撑结构上表面部分的上表面及所述顶层支撑层覆盖于所述支撑结构上表面部分的上表面。可选地，所述MEMS器件结构还包括第一连接焊盘及第二连接焊盘；所述第一连接焊盘位于所述钝化层及所述顶层支撑层内，且与所述导电层电连接；所述第二连接焊盘位于所述钝化层及所述支撑结构内，且与所述膜层结构电连接。可选地，所述侧壁保护层的厚度包括20nm～2μm；所述抗粘接凸块的高度包括20nm～2μm。可选地，所述导气孔的数量为多个，所述抗粘接凸块位于至少一所述导气孔侧壁的所述侧壁保护层的下方。可选地，所述抗粘接凸块的形状包括圆环柱形或矩形环柱形。本专利技术还提供一种MEMS器件结构的制备方法，所述MEMS器件结构的制备方法包括如下步骤：提供基底，于所述基底的上表面形成第一介质层，并于所述第一介质层的上表面形成膜层结构，所述膜层结构覆盖所述第一介质层的部分上表面；于所述膜层结构的上表面及裸露的所述第一介质层的上表面形成第二介质层，所述第二介质层包覆所述膜层结构；于所述第二介质层的上表面形成结构层，并于所述结构层的上表面形成导电层；所述结构层及所述导电层与所述膜层结构上下错位排布；于所述导电层及所述结构层内形成第一导气孔槽，所述第一导气孔槽沿厚度方向贯穿所述导电层及所述结构层，且延伸至所述第二介质层内；所述第一导气孔槽的底部与所述膜层结构的上表面具有间距；于所述导电层的上表面及裸露的所述第二介质层的上表面形成顶层支撑层，于所述第一导气孔槽对应于所述结构层及所述导电层的侧壁部分形成侧壁保护层，并于所述第一导气孔槽位于所述结构层下方的侧壁部分形成抗粘接凸块；所述顶层支撑层与所述导电层及所述结构层共同构成背极板；所述侧壁保护层覆盖所述第一导气孔槽暴露出的所述结构层及所述导电层，且所述侧壁保护层的厚度小于所述第一导气孔槽沿所述侧壁保护层厚度方向尺寸的一半；所述抗粘接凸块与所述侧壁保护层的底部相连接；于所述第一导气孔槽内形成第三介质层；于所述顶部支撑层的上表面及所述第三介质层的上表面形成钝化层；自所述基底的底部刻蚀所述基底，以于所述基底内形成沿所述基底的厚度方向贯穿所述基底的释放腔室，所述释放腔室在所述膜层结构下表面的正投影位于所述膜层结构内；基于所述释放腔室去除位于所述释放腔室正上方的所述第一介质层、所述第二介质层及所述第三介质层，以释放所述膜层结构及所述背极板，并形成位于所述释放腔室外围上部的支撑结构；所述膜层结构及所述背极板横跨所述释放腔室且固定于所述支撑结构上，所述背极板内形成有沿厚度方向贯穿所述背极板的导气孔。可选地，于所述导电层的上表面及裸露的所述第二介质层的上表面形成顶层支撑层，于所述第一导气孔槽对应于所述结构层及所述导电层的侧壁部分形成侧壁保护层，并于所述第一导气孔槽位于所述结构层下方的侧壁部分形成抗粘接凸块包括如下步骤：于所述导电层的上表面、裸露的所述第二介质层的上表面及所述第一导气孔槽内形成顶层支撑材料层；于所述顶层支撑材料层的上表面形成图形化光刻胶层，所述图形化光刻胶层内形成有开口图形，所述开口图形暴露出所述第一导气孔槽，且所述开口图形定义出所述侧壁保护层及所述抗粘接凸块的位置及形状；基于所述图形化光刻胶层刻蚀去除位于所述第一导气孔槽内的部分所述顶层支撑材料层，以形成所述顶层支撑层、所述侧壁保护层及所述抗粘接凸块。可选地，于所述导电层及所述结构层内形成第一导气孔槽的同时于所述导电层及所述结构层内形成第二导气孔槽，所述第二导气孔槽沿厚度方向贯穿所述导电层及所述结构层，并暴露出所述第二介质层的上表面；所述侧壁保护层同时形成于所述第一导气孔内对应于所述结构层及所述导电层的侧壁部分及所述第二导气孔槽的侧壁；所述第三介质层同时形成于所述第一导气孔槽及所述第二导气孔槽内。可选地，所述侧壁保护层的厚度包括20nm～2μm；所述抗粘接凸块的高度包括20nm～2μm。可选地，所述结构层及所述导电层覆盖所述第二介质层的部分上表面，所述顶层支撑层还覆盖所述第二介质层裸露的上表面；形成所述钝化层之后且形成所述释放腔室之前还包括如下步骤：于所述钝化层及所述顶层支撑层内形成第一连接焊盘，并于所述钝化层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件结构，其特征在于，所述MEMS器件结构包括：/n基底，所述基底内形成有沿厚度方向贯穿所述基底的释放腔室；/n支撑结构，位于所述基底的上表面，且位于所述释放腔室外围；/n膜层结构，位于所述基底的上方，与所述基底的上表面具有间距；所述膜层结构横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；/n背极板，位于所述膜层结构上，且所述背极板的下表面与所述膜层结构的上表面具有间距；所述背极板横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；所述背极板与所述膜层结构上下错位排布；/n导气孔，位于所述背极板内，且沿所述背极板的厚度方向贯穿所述背极板；/n侧壁保护层，覆盖所述导气孔的侧壁；所述侧壁保护层的厚度小于所述导气孔沿所述侧壁保护层厚度方向尺寸的一半；/n抗粘接凸块，位于所述背极板的下方，所述抗粘接凸块的顶部与所述侧壁保护层的底部相连接，所述抗粘接凸块的底部与所述膜层结构的上表面具有间距。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件结构，其特征在于，所述MEMS器件结构包括：
基底，所述基底内形成有沿厚度方向贯穿所述基底的释放腔室；
支撑结构，位于所述基底的上表面，且位于所述释放腔室外围；
膜层结构，位于所述基底的上方，与所述基底的上表面具有间距；所述膜层结构横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；
背极板，位于所述膜层结构上，且所述背极板的下表面与所述膜层结构的上表面具有间距；所述背极板横跨所述释放腔室，且固定于所述支撑结构上；所述背极板与所述膜层结构上下错位排布；
导气孔，位于所述背极板内，且沿所述背极板的厚度方向贯穿所述背极板；
侧壁保护层，覆盖所述导气孔的侧壁；所述侧壁保护层的厚度小于所述导气孔沿所述侧壁保护层厚度方向尺寸的一半；
抗粘接凸块，位于所述背极板的下方，所述抗粘接凸块的顶部与所述侧壁保护层的底部相连接，所述抗粘接凸块的底部与所述膜层结构的上表面具有间距。


2.根据权利要求1所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述背极板包括结构层、导电层及顶层支撑层，所述导电层位于所述结构层的上表面，所述顶层支撑层位于所述导电层的上表面。


3.根据权利要求2所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述结构层、所述顶层支撑层、所述侧壁保护层及所述抗粘接凸块的材料均相同。


4.根据权利要求2所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述背极板覆盖部分所述支撑结构的上表面，所述顶层支撑层还覆盖裸露的所述支撑结构的上表面。


5.根据权利要求4所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述MEMS器件结构还包括钝化层，所述钝化层位于所述背极板位于所述支撑结构上表面部分的上表面及所述顶层支撑层覆盖于所述支撑结构上表面部分的上表面。


6.根据权利要求5所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述MEMS器件结构还包括第一连接焊盘及第二连接焊盘；所述第一连接焊盘位于所述钝化层及所述顶层支撑层内，且与所述导电层电连接；所述第二连接焊盘位于所述钝化层及所述支撑结构内，且与所述膜层结构电连接。


7.根据权利要求1所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述侧壁保护层的厚度包括20nm～2μm；所述抗粘接凸块的高度包括20nm～2μm。


8.根据权利要求1所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述导气孔的数量为多个，所述抗粘接凸块位于至少一所述导气孔侧壁的所述侧壁保护层的下方。


9.根据权利要求1所述的MEMS器件结构，其特征在于，所述抗粘接凸块的形状包括圆环柱形或矩形环柱形。


10.一种MEMS器件结构的制备方法，其特征在于，所述MEMS器件结构的制备方法包括如下步骤：
提供基底，于所述基底的上表面形成第一介质层，并于所述第一介质层的上表面形成膜层结构，所述膜层结构覆盖所述第一介质层的部分上表面；
于所述膜层结构的上表面及裸露的所述第一介质层的上表面形成第二介质层，所述第二介质层包覆所述膜层结构；
于所述第二介质层的上表面形成结构层，并于所述结构层的上表面形成导电层；所述结构层及所述导电层与所述膜层结构上下错位排布；
于所述导电层及所述结构层内形成第一导气孔槽，所述第一导气孔槽沿厚度方向贯穿所述导电层及所述结构层，且延伸至所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，李天慧，曾伟雄，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37